En ce début 2021, alors que commencent à travers le monde des campagnes de vaccination contre la COVID-19, la France apparaît comme l’un des pays les plus « antivax ». Pour les opposants à la vaccination, l’ennemi historique c’est Louis Pasteur accusé alternativement et sans grande cohérence d’avoir imposé des théories fausses dans la médecine et d’avoir volé des découvertes géniales d’autres savants. Le nom de Pasteur est tellement honni dans ces milieux que, dans les années 1950, une rumeur circulait même selon laquelle l’Institut Pasteur aurait utilisé des hélicoptères pour lâcher des vipères dans la nature afin de vendre des sérums anti-venin…
Plutôt que de réfuter point par point ce type de polémique, faisons ici appel à l’épistémologie, le parent pauvre de la science, pour suivre le parcours intellectuel du savant qui explore l’inconnu. Bien que le nom de Pasteur soit associé de manière très réductrice au vaccin contre la rage, cette découverte n’est qu’une retombée particulière d’une approche générale qui a révolutionné notre connaissance du vivant.
Contexte idéologique : quel était l’état de la pensée scientifique au siècle de Pasteur (1822-1895) ?
Au moment de la Révolution française, Tenon et Lavoisier avaient entrepris une réorganisation des hôpitaux (1) en y introduisant des principes d’hygiène comme l’aération car on comprenait que la promiscuité dans les endroits confinés augmentait la propagation des épidémies et la mortalité. Le microscope était connu depuis longtemps, et dès le début du XIXe siècle certains savants observaient des microorganismes sur des cadavres de personnes mortes dans des épidémies. Cependant bien qu’on fasse le lien entre le microorganisme et la maladie, la plupart considéraient que le premier n’était pas la cause mais la conséquence de la seconde. Ainsi, Pacini découvrit en 1854 le bacille du choléra, qu’il identifia correctement comme l’agent pathogène, mais il fallut encore 30 ans et les travaux de Koch pour que ce point de vue soit accepté.
A la même époque, le Hongrois Semmelweis polémiquait très durement à Vienne contre les chirurgiens autrichiens qui pratiquaient alternativement des accouchements et des autopsies sans se laver les mains, tuant ainsi un grand nombre de leurs patients. En 1865, la mort de Semmelweis d’un empoisonnement du sang consécutif à des blessures contractées dans un asile psychiatrique provoqua dans la profession un choc salutaire mais tardif : Bichat était lui-même mort à la suite d’une blessure reçue en disséquant des cadavres… en 1802. Pourquoi cet aveuglement collectif contre lequel Pasteur a dû lui-même se battre ?
La raison idéologique la plus profonde se trouve dans l’idée alors répandue que le mal est en l’homme à l’état latent et attend l’occasion de provoquer la maladie. Ainsi le médecin était peu tenté de s’interroger sur l’environnement dans lequel se trouvait le malade, pour se focaliser sur le malade lui-même. Ceci rappelle que les inquisiteurs du Moyen-âge considéraient que le péché était intrinsèque à l’homme et qu’il fallait en brûler quelques-uns avec compassion (2)…
L’autre grand obstacle aux progrès de la science du vivant à l’époque de Pasteur est la cible explicite de Claude Bernard (1813-1878) dans plusieurs ouvrages comme son Introduction à l’étude de la médecine expérimentale. Il s’agit de l’empirisme britannique propagé en France par les Lumières du XVIIIe siècle et, sous sa forme plus élaborée au siècle suivant, le positivisme d’Auguste Comte (1798-1857).
Dans son Cours de philosophie positive, Comte affirme que la physique est une science de l’expérimentation, mais que la biologie est une science de la comparaison. Il refuse donc l’expérimentation sur le vivant : pour découvrir les lois de la vie, il faudrait se contenter de disséquer des morts. Claude Bernard montre que non seulement ceci est absurde, mais que l’expérimentation selon Comte n’arrive même pas au niveau de la véritable méthode expérimentale, car elle s’interdit de faire des hypothèses générales. Plus tard, dans son discours d’entrée à l’Académie française, Pasteur fera lui-même un réquisitoire assez cinglant du positivisme de Comte et de son principal disciple, Emile Littré (3).
C’est dans ce climat philosophique que deux conceptions apparemment opposées du vivant partagent la plupart des scientifiques de l’époque : le matérialisme et le vitalisme. Pour les matérialistes, tout phénomène dans l’univers se ramène en dernière analyse à des interactions entre différents processus physico-chimiques, y compris dans les organismes vivants. En d’autres termes, la vie n’existe pas en tant que phénomène distinct, mais n’est qu’un épiphénomène localisé. Les vitalistes pensent au contraire que les phénomènes caractéristiques de la vie ne peuvent pas être ramenés à des processus physico-chimiques.
Pour un vitaliste comme Bichat (4), la vie s’oppose à ces processus physico-chimiques qu’il désigne par la « mort ». Dans ses Recherches physiologiques sur la vie et sur la mort, il donne la définition suivante de la vie : « La vie est l’ensemble des fonctions qui résistent à la mort. » Ainsi, selon Bichat, tant qu’un organisme est vivant, il possède une certaine force qui maintient son intégrité et assure son fonctionnement en s’opposant aux forces de la physique et de la chimie, mais dès qu’il meurt celles-ci reprennent le dessus. Autrement dit, Bichat voit les réactions de fermentation à l’œuvre dans la décomposition des cadavres comme des processus purement physico-chimiques. On notera aussi que Bichat définissant la vie comme s’opposant à la mort, considère implicitement que la mort est un principe « général » et la vie comme une sorte d’exception ou d’accident dans l’univers.
Il en découle que Bichat est opposé à l’expérimentation sur le vivant. Il explique que si l’on pratique la vivisection sur un organisme, cela signifie qu’on lui applique une action physique, une action de la « mort », et que par conséquent on perturbe son fonctionnement « normal ». Ainsi les conclusions qu’on tirerait d’une telle expérience seraient nécessairement biaisées.
Contre le point de vue contre Bichat, Claude Bernard énonce ironiquement une pseudo définition : « La vie c’est la mort. » Ce qui signifie que tout processus vivant s’exprime par un ensemble de processus physico-chimiques – et ceci ouvre effectivement la voie à la méthode expérimentale en biologie – mais attention : Bernard affirme avec insistance qu’il n’est pas plus matérialiste que vitaliste.
En effet, toutes les découvertes qu’il a faites reposent sur son hypothèse concernant le « milieu intérieur » qui est une sorte d’harmonie préétablie (5) (donc pas vraiment matérialiste) : « le physiologiste est porté à admettre une finalité harmonique et préétablie dans le corps organisé dont toutes les actions partielles sont solidaires et génératrices les unes des autres. » Le savant ne mesure que des processus physico-chimiques particuliers, mais ces derniers sont des effets coordonnés par un certain principe global qui n’est pas lui-même directement mesurable.
En somme, pour que la science puisse progresser grâce à la méthode expérimentale qu’il définit, Bernard refuse de rentrer dans ce qu’il considère être un faux-débat entre matérialisme et vitalisme. Pasteur saura en tirer des conséquences bénéfiques pour ses propres travaux.
Dissymétrie moléculaire
Pasteur n’était pas médecin ni biologiste, mais chimiste. Ce fait lui est stupidement reproché à toutes les époques par ses détracteurs. Pourtant, les grandes révolutions scientifiques ne sont pas opérées par les « experts » des vieilles théories, mais par ceux qui introduisent de nouvelles formes de pensées.
Vers 1848, alors qu’il étudiait les propriétés optiques de ce qu’on appelle aujourd’hui l’acide tartrique et de certains de ses dérivés chimiques, il constata une différence de comportement entre une solution obtenue en laboratoire à partir de composés d’origine minérale, et une solution chimiquement identique, mais obtenue à partir d’organismes vivants comme du jus de raisin (6). En faisant passer une lumière polarisée à travers la solution « minérale », celle-ci ne subissait pas de changement particulier, mais en faisant passer la même lumière à travers la solution « organique » le plan de polarisation de la lumière tournait selon un certain angle (7). L’analyse chimique de ces deux solutions ne révélait pourtant aucune différence. Pasteur fit alors cristalliser ces solutions et examina les cristaux de tartrate ainsi obtenus au microscope. Il constata que ceux d’origine minérale se répartissaient en deux familles de formes géométriques semblables, mais dont l’une était l’image miroir de l’autre, à la manière dont la main gauche est l’image miroir de la main droite et vice-versa. 50% des cristaux d’origine minérale étaient « droits » et 50% étaient « gauches ». Par contre, tous les cristaux d’origine organique étaient droits sans exception ! Les lois de la chimie n’étaient pas contredites mais ne permettaient pas d’expliquer ce phénomène.
D’autres chimistes avaient fait le même genre de constatation, mais en restaient là. Pasteur fit l’hypothèse que la dissymétrie macroscopique de la forme des cristaux, correspondrait à une dissymétrie microscopique de leurs constituants moléculaires. Il pensait à juste titre que dans les solutions, cette dissymétrie moléculaire subsistait, d’où la différence de comportement des solutions (8). Il est bon de rappeler que du vivant de Pasteur, l’on n’avait encore aucune preuve de la discontinuité de la matière, et que pendant longtemps des positivistes comme Ernst Mach considéraient même qu’une telle question était purement métaphysique, donc anti-scientifique et ne devant même pas être examinée.
Pasteur alla beaucoup plus loin. Il comprit que cette « dissymétrie droite-gauche » (9) reflétait une différence fondamentale de comportement entre les processus du vivant et les processus du non vivant. Il vérifia cette hypothèse par de nombreuses expériences qui montraient que les organismes vivants étaient constitués de nombreux composés d’une seule famille (droite ou gauche suivant le produit) alors que les deux familles pouvaient exister dans le monde minéral. De plus, il vit que le vivant a besoin de cette dissymétrie dans son alimentation (pour chaque composé l’organisme ne se nourrit que des molécules droites ou que des gauches), et qu’on la retrouve également dans ses productions (sécrétions, reproduction, etc.).
Ainsi, contrairement à ce qu’avait cru Bichat, mais en accord avec Bernard, il n’y a pas d’opposition entre la vie et les lois physico-chimiques : ces lois sont rigoureusement les mêmes dans le vivant et dans le non vivant, mais les multiples processus interagissant n’y sont pas coordonnés de la même manière.
A partir de là, Pasteur se lança dans des recherches sur les réactions de fermentation dont la compréhension était cruciale pour la conservation des aliments comme pour la production du vin ou de la bière. Ainsi, il put renverser le dogme vitaliste de Bichat sur la putréfaction des cadavres en montrant que ces réactions étaient elles-mêmes le reflet de l’action d’agents vivants, en l’occurrence des microorganismes.
Tout ceci l’orientait de plus en plus vers l’idée de concevoir l’étude d’une épidémie comme un être vivant, mais avant cela il s’engagea dans une polémique décisive sur la génération spontanée au début des années 1860.
Génération spontanée
L’idée que des organismes vivants puissent apparaître spontanément dans de la matière inerte si « les bonnes conditions sont réunies » a été réfutée à différentes époques mais a ressurgit à plusieurs reprises sous des formes chaque fois plus « modernes ». Au XVIIe siècle Redi avait montré que, contrairement aux croyances, des larves n’apparaissaient pas spontanément dans la nourriture abandonnée si on empêchait les mouches de s’en approcher. Il énonça ainsi son principe : la vie ne peut naître que de la vie.
A l’époque de Pasteur, le débat revint au niveau microscopique. Le grand défenseur de la génération spontanée, Félix Archimède Pouchet, était persuadé que si l’on rassemblait des éléments nutritifs dans un milieu stérile, on verrait apparaître spontanément des moisissures, donc des êtres vivants. On serait tenté de penser qu’une telle supposition émanerait naturellement d’un matérialiste, mais Pouchet était vitaliste.
Cependant, il savait que des moisissures pouvaient se développer sur un milieu nutritif si on permettait à des germes ou des microorganismes d’avoir contact avec ce milieu. Toute la difficulté pour prouver sa théorie reposait donc sur la possibilité de créer un milieu parfaitement stérile.
Suite à ses découvertes sur la dissymétrie moléculaire et les fermentations, Pasteur savait qu’un être vivant ne pouvait naître et subsister que dans un environnement présentant d’une manière ou d’une autre une certaine forme de dissymétrie donc la trace d’une certaine action préalable du vivant. Le non vivant étant symétrique, il ne peut en lui-même produire un environnement dissymétrique – ce qui a fait dire à Pasteur que la vie n’est pas un phénomène local mais cosmique. Ainsi Pasteur avait réactualisé le principe de Redi.
Cependant, comme pour Pouchet, la difficulté expérimentale qui se posait à Pasteur était de pouvoir créer un milieu parfaitement stérile. Si une telle condition était réalisée, l’apparition de moisissures donnerait raison à Pouchet et leur non apparition donnerait raison à Pasteur. Ceci, du moins en théorie. En pratique, ce fut beaucoup plus compliqué. Leurs expériences revenaient à mettre des produits nutritifs dans des ballons de verre et à les faire chauffer de manière à y tuer toute trace de germe. Puis on attendait que les moisissures apparaissent ou non, tout en s’assurant que l’oxygène de l’air puisse rentrer dans les ballons mais pas de nouveaux germes (10).
On sait aujourd’hui que Pasteur avait raison dans cette polémique, mais cette bataille de plusieurs années fut rude, et pour cause : on connaît maintenant des microorganismes qui survivent aux températures auxquelles Pasteur et Pouchet élevaient leurs ballons. Finalement Pasteur eut gain de cause en montrant que les expériences de Pouchet ne permettaient pas de maintenir un milieu stérile, et que les moisissures qu’observait Pouchet dans ses ballons pouvaient venir de pollutions extérieures.
Pour définir rigoureusement les procédures expérimentales à suivre dans cette polémique, Pasteur fut aidé par les discussions et conseils que lui fournit Claude Bernard. Même si l’asepsie est impossible, ces procédures furent très utiles comme référence pour les règles d’hygiène qui se généralisèrent dans les décennies suivantes. Tout comme Semmelweis, Pasteur fut haï du corps médical car il avait osé montrer que les médecins apportaient eux-mêmes la maladie et la mort à leurs patients en intervenant sur eux avec des mains sales.
L’hypothèse du virus
Fort de ses découvertes sur la dissymétrie moléculaire et la génération spontanée, Pasteur put ensuite défendre l’hypothèse selon laquelle les microorganismes observés sur des cadavres au cours d’épidémies pourraient ne pas être des effets de la maladie, mais plutôt des causes pouvant être véhiculées de l’extérieur.
Le monde agricole le sollicita pour s’attaquer à des maladies animales comme le choléra des poules et la maladie du charbon des moutons. Ayant identifié les « virus » (selon la terminologie de l’époque) de ces maladies, il parvint à en cultiver des versions atténuées et put appliquer avec succès la technique de vaccination utilisée de manière empirique par Jenner au siècle précédent.
La rage étant une maladie assez rare, elle n’intéressait pas spécialement les médecins de l’époque bien qu’elle soit mortelle. De plus une difficulté nouvelle apparaissait avec celle-ci : étant donné que la rage n’est pas véhiculée par une bactérie, mais par ce qu’on appelle aujourd’hui un virus, il était impossible avec les microscopes de l’époque d’observer ce dernier. Les détracteurs de Pasteur d’aujourd’hui crient à la fraude en disant qu’il ne pouvait matériellement pas observer ce virus et donc n’a rien découvert. Ils réagissent un peu comme les positivistes qui n’admettent que ce qu’ils voient et qui rejettent le rôle fondamental de l’hypothèse dans la méthode expérimentale. Qu’ils lisent Claude Bernard !
Pasteur n’a jamais prétendu avoir observé de virus de la rage, mais il était persuadé que ce virus existait quand même. Il travailla sur cette hypothèse confirmée après sa mort, sachant que son approche pourrait permettre de combattre de nombreuses épidémies à travers le monde. Il s’intéressait à ces quelques malades de la rage que la médecine de son temps avait condamnés parce qu’il avait la passion de sauver des vies.
La rage fut vaincue. Plus fondamentalement, la victoire contre cette maladie rare valida l’approche de Pasteur et servit de base à la grande aventure des pasteuriens qui, dans les décennies qui suivirent, partirent à travers le monde depuis le Sénégal jusqu’au Vietnam à l’assaut des épidémies, le plus souvent au péril de leurs propres vies (11). Ces héritiers trop souvent oubliés au pays de Pasteur, la France, sont pourtant considérés comme des héros nationaux dans les pays où ils sont intervenus.
Ils s’appelaient Emile Roux, Albert Calmette, Alexandre Yersin, Charles Nicolle, Gustave Martin, Paul-Louis Simond, Alphonse Laveran, Etienne et Edmond Sergent, etc. Ils ont combattu la peste, la variole, la maladie du sommeil, le paludisme et bien d’autres maladies. Tous savaient que pour vaincre une épidémie, il ne suffit pas d’étudier des microbes dans un laboratoire, mais qu’il faut aller sur le terrain et changer radicalement l’environnement qui permet à ces épidémies de prospérer. C’est pourquoi, ils ne se contentaient pas de bâtir des hôpitaux de former des médecins dans les colonies françaises, mais ils développaient l’économie, asséchaient des marécages, organisaient l’aménagement du territoire, l’agriculture, les transports, l’éducation, la recherche scientifique, etc.
Yersin, le vainqueur de la peste, est peut-être le plus remarquable : sans doute ne faudrait-il pas s’étonner du fait que ce pays relativement pauvre qu’est le Vietnam a mené ces derniers mois une lutte particulièrement efficace contre la COVID-19 qui devrait normalement faire rougir de honte tous les dirigeants occidentaux actuels : le souvenir d’Alexandre Yersin y est vivace.
Conclusion
Il n’y a sans doute pas qu’en Indochine ou en Afrique que le nom de Pasteur et de ses élèves est révéré. Le grand biogéochimiste russe Vladimir Vernadski, reconnaît la dette qu’il a contractée envers lui pour l’élaboration de sa notion de biosphère (12). Vernadski a passé de nombreuses années à Paris où il a notamment travaillé avec Marie Curie entre 1922 et 1925. Pierre Curie était déjà mort, mais c’est par lui que sont passées les idées de Pasteur transmises au Russe. Pierre Curie avait travaillé sur les questions de symétrie et de dissymétrie dans la science en général, et il avait élargi le principe de Redi en énonçant qu’à toute dissymétrie dans l’effet correspond une dissymétrie dans la cause. Ceci a permit à Vernadski d’étudier de manière systématique les relations entre le vivant et le non vivant dans le cosmos. Aujourd’hui, les exobiologistes à la recherche de traces du vivant dans l’espace considèrent que la découverte de formes de dissymétrie serait un signe fort d’existence d’une vie développée hors de notre planète.
Notes
- Jacques René Tenon, Mémoire sur les Hôpitaux de Paris, Imprimerie Ph.-D. Pierre, 1788.
- Les écologistes malthusiens d’aujourd’hui expriment parfois des idées très semblables. Hasard ou héritage idéologique ?
- Louis Pasteur, source d’une nouvelle renaissance scientifique, Fondation pour l’énergie de fusion, septembre 1986.
- Le mot « vitalisme » correspond à plusieurs conceptions différentes les unes des autres qui ne se limitent pas à celle de Bichat.
- Claude Bernard, Introduction à l’étude de la médecine expérimentale, Champs Flammarion, 1984.
- Louis Pasteur, Ecrits scientifiques et médicaux, Garnier Flammarion, 1994.
- La lumière étant une onde transversale, c’est-à-dire dont la vibration se produit selon un plan perpendiculaire à sa direction de propagation, une lumière polarisée ne vibre que selon un axe de ce plan. Le plan de polarisation est déterminé par cet axe particulier et la direction de propagation de la lumière.
- Les « cristaux droits » sont ainsi nommés car ils font tourner le plan de polarisation à droite, et les « cristaux gauches » font tourner le plan à gauche. Etant donné que les deux familles sont en quantités identiques dans la solution minérale, il en résulte que cette dernière ne fait pas tourner le plan de polarisation car les deux effets s’y annulent.
- L’expression utilisée ici « dissymétrie droite-gauche », (à ne pas confondre avec la « dissymétrie » de la forme des cristaux individuels évoquée juste avant), correspond au fait que le vivant privilégie la molécule droite ou la molécule gauche suivant le produit considéré, mais pas les deux identiquement.
- Louis Pasteur, Ecrits scientifiques et médicaux, Garnier Flammarion, 1994.
- Voir https://solidariteetprogres.fr/documents-de-fond-7/histoire/grande-aventaure-pasteuriens-afrique.html
- Pierre Bonnefoy, Principes non-mathématiques de la science, seconde édition, janvier 2020.
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